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1、大物习题解答-大学物理习题答案(许瑞珍_贾谊明)-第10章流体力学第十章流体力学101如本题图，试由多管压力计中水银面高度的读数确立压力水箱中A点的相对压强（PP0）。（全部读数均自地面算起，其单位为米）解：依据Pgh得水P3P0汞g（1.80.7）P2P3水g（20.7）P1P2汞g（20.9）PP1水g（2.50.9）习题101图PP0汞g2.2m水g2.9m102如本题图，将一充满水银的气压计下端浸在一个广阔的盛水银的容器中，其读数为p0.950105Nm-2。（1）求水银柱的高度h。(2)考虑到毛细现象后，真切的大气压强p0多大?已知毛细管的直径d2.0103m，接触角，水银的表面张力
2、系数0.49Nm-1。解：（1）pghhp0.950105习题102g9.813.671.3cm（2）p0p02cos0.9510520.49cos9.6104Pad1.01032103灭火筒每分钟喷出60m3的水，假定喷口处水柱的截面积为1.5cm2，问水柱喷到2m高时其截面积有多大？解：流量Qv1S1v2S2且v22v122ghQ60m3v160s3S11.5104m26.710m/sS2Qv12Q4.35cm2v22gh104油箱内盛有水和石油，石油的密度为0.9gcm3，水的厚度为1m，油的厚度为4m。求水自箱底小孔流出的速度。解：如图，流线上1、2点分别是油面和小孔处的两点。依据伯努
3、利方程/1v2ghp恒量得：121油gh油水v2水gh水h油2v2g(油h油h水)9.5m/sh水水2105一截面为5.0cm2的均匀虹吸管沉着积很大的容器中把水吸出。虹吸管最高点高于水面1.0m，出口在水下0.60m处，求水在虹吸管内作定常流动时管内最高点的压强和虹吸管的体积流量。解：如图采用C点高度为零。在流线上，A是容器中水面一点，B是虹吸管最高点，C是出水口一点。依据伯努利方程1v2ghp恒量2B得：1vB2g(h1h2)pB1vC2p022h1又由于定常流动QvBSvCSApBp0g(h1h2)h21vA2gh2p01vC2p0C22vA0vC2gh2QvCS1.71104m3107
4、在一20cm30cm的矩形截面貌器内盛有深度为50cm的水。假如沉着器底部面积为2.0cm2的小孔流出，求水流出一半时所需的时间。解：如图，流线AB中A、B分别是任意时刻液面上和小孔处的两点。依据伯努利方程得：1vA2ghp01vB2p022又vASAvBSB2ASA1v122gh（1）SBh上式两边同时对t求导，得SA2dvA22gvABSB1vAdt2即SA1dvAgdtSB两边同时积分，得2SA1(vA0vAt)gtSB又由于由（1）得当hH时，vA02gH2SA1SB当hHgH时，vAt22SA1SBtS1)2HS1H(21)(1(21)28.1S2gS2g108如本题图所示，在一高度
5、为H的量筒侧壁上开一系列高度h不一样的小孔。试证明：当hH2时水的射程最大。解：如图，流线AB中A、B分别是水面上和小孔处的两点。依据伯努利方程得：g(Hh)p01vB2p0A2vB2g(Hh)又t2hBg因此，射程SvBt4h(Hh)习题48图2H2(hH)242当hH时，水的射程最大。2109使机车能在行进时装水，所用的装置如本题图所示，顺着铁轨装一长水槽，以曲管引至机车上。曲管之另一端浸入水槽中，且其初步朝向运动的前面。试计算，火车的速度多大，才能使水高升5.1m？解：在曲管内取一流线，流线上1、2点分别是曲管上、下端口的两点。依据伯努利方程得1v22p01v12ghp022令v10习题
6、109图则v22gh29.85.110m/s1010密度为2.56gcm3、直径为6.0mm的玻璃球在一盛甘油的筒中自静止着落。若测得小球的恒定速度为3.1cms，试计算甘油的粘滞系数。甘油的密度为1.26gcm3。解：小球在着落过程中遇到浮力F、黏性阻力f和重力G。当以恒定速度运动时，受力平衡，即FfG斯托克斯公式f6vr油g4r36vr球g4r333gd2(球油)/18v0.82PaS1011一半径为0.10cm的小空气泡在密度为0.72103kgm3、粘滞系数为0.11Pas的液体中上升，求其上升的终极速度。解：小空气泡在上升过程中遇到浮力F和黏性阻力f（重力忽视）。当受力均衡时，将以恒定速度vm运动。Ff，斯托克斯公式f6vmr液体g4r36vmr33vm2r2液体g1.43102m/s91012试分别计算半径为1.010-3mm和5.010-2mm的雨滴的终极速度。已知空气的粘滞系数为1.8110-5as，密度为1.310-3gcm3。解：雨滴在着落过程中遇到浮力F、黏性阻力f和重力G。当受力均衡时，将以恒定速度vm运动。FfG，斯托克斯公式f6vmr雨g4r36vmr3空气g4r333vm2r2(雨空气）g92空气)g1.2因此，r11.0103mm时，vm12r1(雨104m/s；92r22空气)r25.0102mm时，vm2(雨0.3m/sg9
